Bienvenidos. Este blog está dedicado a la Microbiología pero en general cualquier tema científico de interés tambien puede aparecer. El contenido de este blog es estrictamente científico y docente, por lo que no es un consultorio de salud. No estoy ni capacitado ni autorizado para responder a consultas de carácter médico-sanitario que expongan casos personales. Las imágenes que aparecen están sacadas de sitios públicos de la web y se indica su origen o basta cliquear sobre ellas para saberlo, pero si hay algún problema de copyright, por favor indicarlo en comentarios y se retirarán.

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lunes, 12 de diciembre de 2011

"Cuentos de Microbios" y "Ni contigo ni sin ti"



Se acercan las Navidades y seguro que más de uno está pensando en qué demonios regalar. Bueno, aquí traigo un par de sugerencias (no, no me han pagado nada por la recomendación, lo hago desinteresádamente) que pueden ayudar en el caso de que se tenga en la lista a un par de sobrinos.

La primera es el libro "Cuentos de microbios" (Germ stories) escrito por Arthur Kornberg, que recibió el premio Nobel conjuntamente con Severo Ochoa. Como él mismo dice en el prefacio Hace más de cincuenta años solía contar historias de microbios a mis tres hijos cuando se iban a la cama... Años más tarde... probé a construir versos instructivos y a la vez divertidos e incluí en cada poema el nombre de uno de mis nietos o el de alguno de sus primos. Gracias a la colaboración de la SEM, se ha cuidado bastante la traducción de dichos poemas sin descuidar el aspecto científico. El libro está dirigido a niños menores de 10 años, pero los poemas e ilustraciones pueden hacer las delicias de cualquier amante de la microbiología. Personalmente, creo que la ilustración escogida para la portada de la edición española está bastante mejor que la edición inglesa. Dicha ilustración corresponde al primer poema del libro, titulado "El desfile de los microbios". Aquí dejo los primeros versos en inglés y en español



La segunda es un libro cuya publicación ya comenté en el blog hace poco más de un año. Se trata de la obra "Ni contigo ni sin ti" escrito por el investigador Miguel Vicente, responsable del blog "Microbichitos", en colaboración con Marta García-Ovalle y Javier Medina. En este caso está dirigido a los jóvenes de quince años, pero también pueden disfrutarlo otros más pequeños o más mayores. Citando a uno de los autores es un libro, o según se mire cuaderno, que ofrece una guía para entender cómo viven y cómo nos afectan los microbios, desde lo que comemos hasta las enfermedades que sufrimos. Un texto asequible, pero también riguroso, ameno y actualizado de la microbiología dirigida al público interesado en conocer el mundo de los microorganismos.


Espero que ayude

jueves, 8 de diciembre de 2011

La bacteria del arsénico. Un año después


Microfotografías electrónicas de barrido de la cepa GFAJ-1 creciendo con arsénato (C) y con fosfato (D). (Fuente: Wolfe-Simons et al.)


Hace un año los distintos medios de comunicación bullían con la noticia de que unos científicos de la NASA habían encontrado una bacteria capaz de usar el arsénico en sustitución del fósforo, sobre todo en su DNA. Casi inmediatamente surgieron muchas voces criticando los resultados y los experimentos. ¿Qué ha sido de todo aquello un año después?

Felisa Wolfe-Simon, primera firmante del artículo publicado en Science, consiguió su objetivo. El microorganismo era una bacteria perteneciente al género Halomonas y la cepa fue llamada GFAJ-1, que era el acrónimo de Give Felisa a Job (Dad a Felisa un trabajo). Pues bien, Felisa dejó el grupo de la NASA (no en buenos términos al parecer) y actualmente se encuentra trabajando en el Lawrence Berkeley National Laboratory de California donde continua investigando como crecer mejor a dicha bacteria y caracterizar otras biomoléculas como los ribosomas. Desgraciadamente no ha hecho públicos sus resultados (o al menos yo no los he encontrado).



No así Rosie Redfield, la principal crítica del trabajo de Felisa. Rosie pidió que le enviaran la cepa GFAJ-1 para tratar de reproducir los resultados. Desde entonces lleva haciéndolos públicos en su blog. Y si uno se lee sus interesantes entradas encontrará que crecer a GFJA-1 no ha sido un asunto baladí (por ejemplo: GFAJ-1 no crecía en tubos de plástico pero si en tubos de crista). De hecho no ha podido reproducir alguno de los experimentos realizados por Felisa y sus colaboradores, e incluso ha refutado otros. Pero sí que ha conseguido crecer a GFAJ-1 y ha encontrado que la presencia de arsénico estimula su crecimiento. Lo último que ha hecho es mandar muestras de DNA del microorganismo GFAJ-1 crecido en altas concentraciones de arsénico para que se realice una espectrometría de masas y así comprobar si el arsénico se ha incorporado a la molécula.

Crecimiento de GFJA-1 en medio sin fosfato, con 3 micromolar de fosfato y con 1500 micromolar de fosfato con respecto a diferentes concentraciones de arseniato en el medio. 3 micromolar era la concentración residual de fosfato en el artículo de Felisa en Science. En dicho artículo, la densidad óptica nunca pasaba de 0,2 (ver gráficas aquí), y la concentración máxima de arseniato usada fue de 40 milimolar (40000 micromolar). Obsérvese que a las 24 horas, GFAJ-1 comienza a crecer mucho mejor a partir de una concentración de arseniato superior a 1000 micromolar (1 mM) aunque a las 48 horas ya no hay tanta diferencia. Fuente: Blog de Rosie Rendfield.


En paralelo un grupo investigador liderado por Simon Silver de la Universidad de Illinois en Chicago, ha conseguido secuenciar el genoma completo de GFAJ-1 y están analizándolo. Silver también entra dentro del grupo de los escépticos con los resultados de Felisa. No han crecido a la bacteria en las condiciones de altas concentraciones de arsénico y bajas de fosfato, sino en las condiciones típicas que requiere esta bacteria que vive en el lago Mono (que ya son bastante extremas de por si). La bacteria tiene 3400 genes en los 3,5 millones de bases del genoma. Les ha sorprendido encontrar que GFJA-1 tiene menos genes involucrados en la supervivencia en presencia de arsénico que los que tiene Escherichia coli. Tiene una cierta lógica si pensamos que Rosie Renfield ha encontrado que GFAJ-1 crece mejor si hay arsénico en el medio, que si no lo hay.

Quienes si han dejado de trabajar con GFAJ-1 es el grupo del doctor Ron Oremland, antiguo jefe de Felisa y último firmante del famoso artículo. Sólo se dedican a mandar el microorganismo a aquellos que lo soliciten. En sus propias palabras - están un poco cansados de todo eso... además nadie creería ningún resultado del laboratorio en estos momentos. Necesitamos que otros grupos publiquen sus propios hallazgos independientes. De hecho, Oremland ayudó al grupo de Silver a crecer a GFAJ-1 para tener suficientes células y obtener DNA que poder ser secuenciado. Incluso se han apostado una botella de whisky a ver quién es el que tiene la razón en este asunto.

Quizás el año que viene sabremos quién ha ganado la apuesta. Aunque yo apuesto por Rosie Renfield y Simon Silver.

ACTUALIZACION: Rosie Redfield demostró que el DNA de GFAJ-1 no tiene arsénico. Ver aquí para una el comentario en Scientific American

Entrada realizada a partir de material aparecido en Science, Cosmic Log, Popular Science y USAToday.

Esta entrada participa en el VIII carnaval de la Biología organizado por "Resistencia Numantina" y en el X carnaval de la Química organizado por Biounalm.




ResearchBlogging.org

Wolfe-Simon, F., Blum, J., Kulp, T., Gordon, G., Hoeft, S., Pett-Ridge, J., Stolz, J., Webb, S., Weber, P., Davies, P., Anbar, A., & Oremland, R. (2010). A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus Science DOI: 10.1126/science.1197258

Silver S, & Phung le T (2011). Novel expansion of living chemistry or just a serious mistake? FEMS microbiology letters, 315 (2), 79-80 PMID: 21232070

jueves, 1 de diciembre de 2011

Participantes en el VII Carnaval de la Biología



Bueno, aquí os dejo la lista de entradas participantes en la VII edición del Carnaval de la Biología. Espero no haberme olvidado de ninguna (si es así, ponerlo en comentarios y corregiré el error). La participación ha bajado un poco con respecto a las anteriores, así que espero que vuelva a remontar en la VIII edición que será alojada en Resistencia Numantina.

Gracias por participar. Nos leemos.




miércoles, 30 de noviembre de 2011

Cómo hacer un virus letal en cinco pasos

Microfotografía electrónica de transmisión de un virión de virus de la gripe aviar H5N1. Aumento: 150.000. Origen de la imagen: Cynthia Goldsmith y Jackie Katz; CDC.


Hace unas semanas apareció un artículo en New Scientist bastante llamativo: "Cinco fáciles mutaciones para convertir a la gripe aviar en una pandemia letal" que resumía el trabajo de un grupo liderado por Ron Fouchier del Centro Médico Erasmus en Rotterdam. El virus de la gripe aviar H5N1 surgió en el año 2004. Se transmite muy fácilmente entre las aves, y de vez en cuando salta a otras especies, como los gatos, los cerdos o los humanos. Hasta la fecha 565 personas se han visto infectadas por dicho virus de las cuales 331 han muerto (58% de mortalidad). Afortunadamente todas las cepas H5N1 descritas no se transmiten con facilidad entre los mamíferos, pues necesitan el contacto directo. Eso llevó a pensar a algunos expertos que los virus H5N1 no podían saltar fácilmente entre las especies conservando su letalidad, por lo que no podían causar una pandemia. Sin embargo había otros científicos que pensaban que el H5N1 sí tenía el potencial de convertirse en un virus pandémico y que la humanidad debía de estar preparada para hacerle frente.

En rojo se muestran los lugares donde infecta un virus gripal H1N1 (gripe estacional) o un virus H5N1. Eso explica en parte su diferente virulencia. Origen de la imagen: Wikipedia.


Los resultados del grupo de Ron Fouchier han demostrado que los segundos son los que tienen razón. Para ello han utilizado hurones, pues este pequeño animal responde a la infección de los virus gripales de manera muy similar a los humanos. Lo primero que hicieron fue realizar tres mutaciones que se sabe que permiten al virus de la gripe aviar adaptarse a la infección en humanos. Al probarlo en los hurones encontraron que el virus mantenía su letalidad, pero su transmisión seguía siendo por contacto directo entre los hurones. Así que lo investigadores forzaron el proceso evolutivo mediante un procedimiento clásico de adaptar un patógeno a un hospedador dado. Tomaron virus de los hurones enfermos y los inocularon en las narices de hurones sanos, y así hasta diez veces. Al final consiguieron una cepa H5N1 que era transmisible por el aire y que conservaba su virulencia.

Al analizar el genoma de la nueva cepa comprobaron que aunque habían aparecido varias mutaciones, sólo dos bastaban para que el H5N1 fuera transmisible por vía aérea entre los hurones. Esas mutaciones permitían al virus infectar las células del epitelio nasal y traqueal. No hay que olvidar que cada una de las cinco mutaciones se habían encontrado de manera separada en diversas cepas provenientes de pájaros. Fouchier opina que si ocurrían separadas, podían ocurrir agrupadas. Asi que el siguiente paso era diseñar un virus que sólo portase las cinco mutaciones y comprobar que pasaba. Y eso es precisamente lo que han hecho. Como era de esperar el virus es muy contagioso y letal con los hurones, y podría esperarse que también con los humanos. Por si fuera poco no han sido los únicos que lo han hecho. El doctor Yoshihiro Kawaoka ha liderado una colaboración entre la Universidad de Wisconsin, Madison y la Universidad de Tokyo que ha obtenido los mismos resultados. Ambos grupos investigadores han enviado sendos artículos para ser publicados en revistas científicas si pasan la revisión del U.S. National Science Advisory Board for Biosecurity (NSABB).

En rojo se muestran los países donde se han dado casos de aves muertas por el virus H5N1. En rojo oscuro donde además hubo víctimas humanas. Origen de la imagen: Wikipedia.


Pero ¿Para qué construir un virus así? La verdad es que es difícil ver las ventajas. Ese conocimiento podría ser aprovechado por alguien - un gobierno de fanáticos, unos terroristas, - para diseñar un arma biológica devastadora. Incluso si por un accidente el virus escapa del laboratorio se podría provocar una grave situación. En palabras de Paul Keim, presidente del NSABB y experto en armas biológicas: No puedo pensar en otro organismo patógena que me haya asustado tanto como este. Ni siquiera el ántrax da tanto miedo comparado con esto. Son muchos los que opinan que este tipo de investigación nunca debería de haberse hecho.

Pero hay muchos otros que opinan lo contrario. Los trabajos de los grupos de Kawaoka y Fouchier han mostrado que el H5N1 tiene el potencial de convertirse en una grave pandemia. Según Frederick Hayden, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia la cuestión no es si puede suceder una pandemia, sino cuándo va a suceder. El hecho de conocer a priori que tipo de mutaciones convierten al virus en transmisible permitirá a los científicos identificar las cepas peligrosas que ya existen en la naturaleza y tomar medidas preventivas. No sólo eso, este estudio permitirá diseñar vacunas y antivirales ante este tipo de cepas.

Esta entrada participa en el VII Carnaval de la Biología

miércoles, 23 de noviembre de 2011

Lynn Margulis, una fabulosa iconoclasta



Mira que es casualidad. Como saben los seguidores del blog, este mes alojo el VII carnaval y había propuesto que se dedicara a los "gazapos". Pues bien, estaba preparando una entrada sobre el gazapo cometido por Lynn Margulis con respecto al VIH, el SIDA y las espiroquetas cuando saltó la noticia de su muerte, así que pensé "se me ha joxxxx la entrada", porque ya se sabe que sólo se puede hablar bien de los fallecidos. Aunque luego lo pensé mejor y me decidí a publicarla como sincero homenaje a una de las más grandes biólogas del siglo XX.

Porque los errores y gazapos cometidos por esta increíble mujer lo único que muestran es que era humana, y ya dice el refrán que el que tiene boca, se equivoca. Margulis era conocida sobre todo por ser la primera persona que en 1965 propuso de manera sistemática la famosa teoría endosimbióntica que explica el origen bacteriano de las mitocondrias y los cloroplastos. Su teoría también puede explicar el origen de las células con núcleo, aunque en ese punto hay algo más de controversia debido sobre todo a que aún faltan observaciones concluyentes. Lo que no puede negarse es que Margulis fue una de las pioneras que puso sobre el tapete el tema de la gran importancia de los microorganismos para la biosfera y que hizo comprender a la comunidad científica que las principales formas vivas de este planeta son aquellas que no pueden verse a simple vista.

Esquema explicativo de la teoría endosimbióntica (Fuente de la imagen: Pearson education)


Cuando propuso su teoría endosimbióntica más de un pope de la Biología se rió en su cara. Pero poco a poco se fueron acumulando pruebas y observaciones que apuntaban a que Margulis tenía razón. El espaldarazo definitivo vino cuando se encontró que las mitocondrias y los cloroplastos tenían su propio cromosoma circular, que se replicaban de manera independiente del núcleo eucariota y que contenían ribosomas muy parecidos a las bacterias. El caso es que una vez que se demostró que tenía razón con respecto a la teoría endosimbióntica, Margulis dio un paso más allá y comenzó a defender con vehemencia que las relaciones simbionticas mutualistas eran una fuerza evolutiva mucho más poderosa que la selección natural darwiniana. También se convirtió en una de las principales defensoras de la hipótesis Gaia.

Eso ya eran palabras mayores. Margulis argumentaba que la visión darwinista era muy limitada pues se centraba en la competición, en la acumulación de pequeñas mutaciones y en la selección, cuando lo importante era la cooperación, la interacción, y la dependencia mutua. Razón no le faltaba, porque es cierto que había biólogos evolutivos que defendían esa postura tan extrema. Pero el problema con las tesis de Margulis es que están en el otro extremo del espectro. En diversas ocasiones llegó a decir que El Neodarwinismo está en un completo estado de canguelo... Los neodarwinistas serán vistos como una secta religiosa menor del siglo XX dentro de la extendida persuasión religiosa de la Biología Anglosajona... Se revuelcan en una errónea interpretación de Darwin, zoológica, capitalista, y basada en el coste-beneficio. Confieso que he leído críticas antidarwinistas de fundamentalistas religiosos mucho más suaves.

En mi humilde opinión a Margulis le estaba pasando con su teoría endosimbióntica lo mismo que le paso a Randolph Kirkpatrick con los nummulites. Empezó a ver endosimbiosis por todas partes. Algunas de sus hipótesis pueden ser más o menos discutibles como la que dice que los flagelos eucariotas provienen de una endosimbiosis con espiroquetas (yo no me la creo). Pero otras en mi opinión son totalmente descabelladas como la de que el SIDA no lo causa el VIH, sino que es una manifestación atípica de la sífilis. En abril del 2011 concedió una entrevista en la que presentaba los datos de uno de sus artículos y en sus propias palabras nosotros afirmamos que no hay evidencia de que el SIDA sea causado por un virus... La sífilis es conocida como "la gran imitadora" porque los pacientes muestran una gran diversidad de síntomas en un determinado orden... La idea de que la penicilina mata a la causa de la enfermedad es basura.

Como suele decirse, los grandes personajes cometen grandes errores.

Esta entrada participa en el VII Carnaval de la Biología.

Enlaces relacionados:
Entrevista en la revista Discover.
Artículo en la revista Symbiosis

ResearchBlogging.org

Mann C (1991). Lynn Margulis: Science's Unruly Earth Mother. Science (New York, N.Y.), 252 (5004), 378-81 PMID: 17740930

Lynn Margulis (1938-2011)


Descanse en paz


Para más detalles: noticia en "El Mundo", y en el blog "Bugtrack"

Tercera temporada de "El Podcast del Microbio"



A comienzos de noviembre comenzó la tercera temporada del programa radiofónico "Tú, yo y los microbios" que se emite por Radio UMH. Para aquellos interesados, ya he empezado a colgar los archivos sonoros en "El podcast del Microbio", que por cierto, vuelve a presentarse para los premios europeos al mejor podcast. Podéis votar clikeando sobre el icono de abajo, o en el que aparece en el podcast. Gracias




Por último y siguiendo con el tema de los podcast, mi compañera en las ondas Angeles Gomez que dirige el espacio de divulgación científica "Feedback" dedicó uno de los programas a hablar de la ciencia que hay en la película "Contagio" y nos invitó a Roberto Pascual, investigador del Instituto de Biología Molecular y Celular, y a un servidor a debatir sobre el tema. Aquí os dejo el link al programa: "Miedo real". Espero que os guste y lo disfrutéis.

viernes, 18 de noviembre de 2011

Selección por infección

Burkholderia cepacia al microscopio electrónico. Es la especie más representativa del llamado complejo de especies que lleva su nombre o Bcc a la que pertenece Burkholderia dolosa. Origen de la imagen: Wikipedia

Pongámonos por un momento en el lugar de una bacteria patógena. Cuando ésta infecta a un ser humano se establece una lucha por la supervivencia. La bacteria tendrá que superar no sólo a las defensas del sistema inmunitario, sino también a las ayudas exteriores en forma de cuidados médicos y antibióticos. Sólo las mejores sobrevivirán y dejarán descendencia, descendencia que probablemente estará mucho mejor adaptada para provocar y progresar en una nueva infección. En pocas palabras, este es uno de los mejores ejemplos de evolución y selección natural en acción. Y entenderlo puede ser muy útil para el diseño de estrategias terapéuticas.

La fibrosis quística es una enfermedad hereditaria que debido a un fallo en los sistemas que transportan sodio y cloruro a través de los epitelios provoca una abundante secreción de moco en diversos órganos como los pulmones o el intestino. Las personas afectadas por dicha enfermedad son muy susceptibles a las infecciones bacterianas, sobre todo las pulmonares.

En los años 90 del pasado siglo ocurrió un brote infeccioso en el Boston Children's Hospital que afectó a pacientes que padecían fibrosis quística. La bacteria causante era una nueva especie a la que se denominó Burkholderia dolosa. En total se vieron afectadas 39 personas a lo largo de 16 años y tras tomar una serie de medidas preventivas no han vuelto a ocurrir nuevos casos en dicho hospital. A lo largo de esos años los médicos observaron como iban surgiendo cepas que eran más resistentes a los antibióticos o que mostraban una virulencia distinta a la cepa inicial.

Modelo que muestra las interacciones entre una bacteria del complejo Bcc y las células inmunes presentes en las vías respiratorias de un paciente con fibrosis quística. Se muestran las dos maneras de migración transepitelial (paracelular e intracelular) y los efectos que causan las bacterias en el interior de los macrófagos, células dendríticas y neutrófilos. El modelo predice que las bacterias intracelulares no pueden ser eliminadas. Las bacterias finalmente causarán la muerte celular, su liberación en el medio intercelular y su diseminación, lo que conducirá a una fuerte respuesta inflamatoria que causará un mayor daño tisular. Origen de la imagen: Saldías y Valvano, 2009


Los médicos tomaron muestras bacterianas de todos los afectados por dicha bacteria a lo largo de esos años, desde el paciente cero hasta los últimos afectados. Es decir, se tenían todos los ingredientes necesarios para estudiar un brote epidémico desde el punto de vista evolutivo. Y eso es lo que han hecho en el grupo del profesor Roy Kishony. Su grupo trabaja en el campo de la evolución de los microorganismos tratando de entender como pueden surgir las resistencias a antibióticos que confieren ventajas evidentes a los patógenos. Sus experimentos son parecidos a los que hace Richard Lenski: tomas un cultivo bacteriano, le echas antibiótico y luego analizas genéticamente a los supervivientes. El aspecto más interesante del brote de Boston es que permitía estudiar la evolución de un patógeno en el mundo real.

En palabras de Kishony, lo que querían era preguntarle a la bacteria ¿Cuál es el desafío más difícil al que te enfrentas cuando infectas a un ser humano? Así que secuenciaron el genoma completo de 112 aislados bacterianos correspondientes a 14 pacientes. Los datos obtenidos les ha permitido reconstruir la historia evolutiva de dicho patógeno, aunque no sin dificultades. Inicialmente compararon el número de cambios genéticos significativos frente a aquellos que no tienen ningún efecto. Es lo que se conoce como la razón dN/dS. Cuanto más alta es esa razón más fuerte ha sido la selección. Pero al hacer los cálculos y comparaciones se encontraron con que su resultado era de 1, es decir, los cambios genéticos eran al azar y no había presión selectiva.

Evidentemente algo no estaban haciendo bien, porque estaba claro que los aislados de B. dolosa eran diferentes entre sí. Y fue la estudiante de doctorado Tami Lieberman la que encontró la forma de abordar el problema. No tenían que mirar a todo el genoma, sino mirar lo que le ocurría a genes específicos. Así que separaron a los genes que habían mutado en dos categorías: aquellos que se encontraban en múltiples pacientes y aquellos que habían mutado tan sólo una vez. De esa forma encontraron 17 genes en los cuales la razón dN/dS era mucho mayor de 1. Es decir, esas bacterias aisladas de distintos pacientes mostraban una presión de selección sobre los mismos genes, lo que indicaba que era una evolución adaptativa en paralelo.

Árbol filogenético de las 112 cepas de B. dolosa estudiadas. Los colores indican el paciente del cual fueron aisladas. Origen de la imagen: Lieberman et al. 2011


¿Qué genes eran los afectados? Algunos eran genes que conferían resistencia los antibióticos. Otros tenían que ver con moléculas involucradas en fenómenos de adhesión o con la respuesta al sistema inmune. Pero también había otros que no parecían tener que ver con los procesos patogénicos. Una de las mutaciones más llamativas era la aparición de un codon stop en la secuencia de una enzima involucrada en la síntesis del lipopolisacárido (LPS). Esa mutación se encontró en el 70 por ciento de las cepas estudiadas y explicaba el porqué las distintas cepas de B. dolosa tenían tanta variabilidad en la composición de LPS. Otro tipo de mutación afectaba a la capacidad de crecer en condiciones con bajos niveles de oxígeno, una situación típica en los pulmones de los afectados por fibrosis quística.

Estos resultados pueden ayudar a entender mejor las debilidades y fortalezas de los patógenos, los mecanismos por los cuales pueden adaptarse a nuestras defensas y la identificación de nuevos blancos terapéuticos. El siguiente paso del grupo investigador es estudiar la evolución y generación de diversidad de un patógeno en un sólo paciente para así entender mejor los cambios adaptativos que le permiten enfrentarse a las defensas del cuerpo humano.


Entrada elaborada a partir de material publicado en "The Scientist" y "Harvard Gazette"

Esta entrada participa en el VII Carnaval de la Biología, alojado en este blog.

ResearchBlogging.org
Lieberman, T., Michel, J., Aingaran, M., Potter-Bynoe, G., Roux, D., Davis, M., Skurnik, D., Leiby, N., LiPuma, J., Goldberg, J., McAdam, A., Priebe, G., & Kishony, R. (2011). Parallel bacterial evolution within multiple patients identifies candidate pathogenicity genes Nature Genetics DOI: 10.1038/ng.997

miércoles, 16 de noviembre de 2011

Gazapo Igualitario

Fuente de la imagen:Avizora

A veces te dan las entradas hechas. Como sabéis, este mes el blog aloja al VII Carnaval de la Biología, y se me ocurrió dedicarlo a los "gazapos". Bueno, el presidente de la Comunidad Autónoma Andaluza, José Antonio Griñán, acaba de erigirse como firme candidato al premio al mayor gazapo biológico del 2011, si dicho premio existiera.

He intentado encontrar los vídeos porque reconozco que me cuesta creer que una persona con una carrera de derecho diga lo que ha dicho. Pero no he tenido suerte, así que me tengo que conformar con lo que he leído en la prensa escrita. Como podemos leer en "Diario de Jaen", ayer en Martos, provincia de Jaén, Griñán celebró un mitín dirigido especialmente a las mujeres y a la política de igualdad. Según se puede leer en la noticia, cuando indicaba que el PSOE combatirá la discriminación laboral que se produce con la maternidad, dijo: ¿Es que no es lo mismo el espermatozoide que el óvulo?.

La pregunta del presidente de la Junta de Andalucía es como preguntar si no son lo mismo un "dos caballos" que un Ferrari. Pues hombre, ambas células son gametos, pero no son lo mismo como podemos ver en la siguiente fotografía.



Esta no es la única intervención llamativa de Griñán. En un reportaje aparecido el pasado 11 de noviembre en el periódico "El País" podemos leer lo siguiente:

Ayer en un encuentro con colectivos de mujeres advirtió de una las derivadas de la catástrofe económica: el de la "ridiculización" de los avances en materia de igualdad y del "retroceso en la conciencia ciudadana" de la igualdad efectiva entre hombres y mujeres. ¿En qué se nota? En todo, según él. En que vuelve a ponerse el acento en el "papel reproductivo de la mujer", creando en las mujeres una "mala conciencia", por ejemplo, para que opten por la lactancia materna de los hijos, algo que él describió como una forma de "canibalismo".

Y es que en mi opinión, la igualdad de derechos no se defiende diciendo burradas.


Esta entrada participa en el VII Carnaval de la Biología, alojado en este blog.

miércoles, 9 de noviembre de 2011

Mejor que el sexo



Una de las cosas que nos enseñan en la carrera de Biología es la importancia del sexo para la evolución. Sobre todo se insiste en que el sexo es un potente mecanismo de creación de variabilidad genética. El sexo permite crear individuos con combinaciones genes que de otra manera se encontrarían en individuos distintos. En contraste, los organismos con reproducción asexual generan descendientes que son idénticos a los progenitores forever and ever.

El lector puede pensar que lo de arriba es un poco exagerado. En las bacterias por ejemplo, hay procesos parasexuales como la transformación, la conjugación y la transducción que también crean variabilidad genética. Actualmente se les denomina como procesos de transferencia genética horizontal o HGT por sus siglas en inglés. Son ellos los responsables principales de que los genes de resistencia a los antibióticos se diseminen entre las poblaciones bacterianas. Pero en general muchos estudiosos de las ciencias de la vida asumen que estos procesos no crean tanta variabilidad genética como el sexo.

Lo cierto es que cada vez se están acumulando más evidencias de que los HGT en realidad crean la misma, o más varibilidad genética, que el sexo. En un reciente artículo publicado en Nature un grupo del MIT ha descubierto y caracterizado un vasta red de intercambio genético entre bacterias asociadas a los humanos. Esta red implica la existencia de una masiva conexión entre bacterias que ha permitido que unos 10.770 genes fluyan entre 2.235 genomas bacterianos distintos. Pero ese intercambio viene determinado por la proximidad de nicho ecológico (los vecinos), y no por la proximidad genética (los parientes). Podríamos decir que es la confirmación experimental del viejo refrán que afirma que "el roce hace el cariño".

La hipótesis de partida del grupo era que iban a encontrar fenómenos de HGT entre especies bacterianas relacionadas, que compartieran localidad geográfica, y que su número no iba a ser más que de un centenar. La inspiración les vino por el trabajo que describía un fenómeno de transferencia de genes que codificaban enzimas degradadoras desde bacterias marinas a bacterias intestinales. Pero según iban acumulando datos se encontraron con la sorpresa de que los eventos HGT eran muy numerosos, que habían sucedido entre especies muy dispares y que no tenían nada que ver con la geografía. El intercambio genético se daba con mayor frecuencia entre microorganismos cuyo parecido era por motivos ecológicos, por ejemplo aquellos que viven en un determinado tipo de suelo porque tienen el mismo requerimiento de pH, temperatura, presión parcial de oxígeno, etc.


Gráfico que representa la intensidad de transferencia genética horizontal entre diversas comunidades bacterianas presentes en diferentes nichos ecológicos. Este tipo de gráficos se les denomina heatmap (mapa de calor) porque el color rojo indica que la magnitud del parámetro a medir es máximo mientras que el color azul indica el mínimo. El mapa está dividido en dos triángulos por una diagonal que va desde arriba a la izquierda hasta abajo a la derecha. En el triángulo superior se muestra la intensidad de los HGT para todos los genes estudiados entre microbios presentes en un nicho ecológico determinado. Nótese la zona marrón correspondiente a los microorganismos intestinales (gut), o el rojo para aquellos presentes en la vagina. En el triángulo inferior se muestra lo que ocurre con los genes que codifican para la resistencia a los antibióticos. Los HGT son muchísimo más intensos y complejos. Fuente: Smillie et al.


El 60 por ciento de los genes transferidos entre especies bacterianas asociadas a los humanos son genes para la resistencia a los antibióticos. Esta observación puede estar relacionada con la utilización masiva de antibióticos en agricultura y ganadería. Un pequeño dato, en los USA el 80 por ciento de la producción de antibióticos, unos 12.000 toneladas más o menos, se utiliza para dicho uso. Hasta 42 genes de resistencia fueron encontrados entre bacterias asociadas a los humanos y al ganado a pesar de que la separación evolutiva entre la bacteria vacuna y la humana sucedió hace varios millones de años. En el estudio se han encontrado genes idénticos en especies bacterianas tan distintas a nivel filogenético (por ejemplo Bacillus y Acinetobacter), que hacen que la levadura parezca una prima hermana de los humanos. Ese nivel de conservación indica que la transferencia genética ha sido tan reciente que el gen no ha tenido tiempo de mutar. No sólo eso. Los investigadores han encontrado 43 genes de resistencia que habían traspasado las fronteras entre las naciones. Incluso aunque los lugares estudiados están separados por miles de kilómetros. Esto apunta a que una vez uno de estos genes entra en la red, se extienden rápidamente por ella.

La acumulación de datos genómicos y medioambientales permitirá entender las pautas evolutivas de las diferentes poblaciones microbianas a gran escala y estudiar otros aspectos no menos interesantes. También han estudiado la transmisión y diseminación de los genes implicados en procesos patogénicos, ya que podría ayudar a diseñar mejores estrategias terapéuticas.


Links relacionados:
Microbe DNA Swaps
Nearness key in microbe DNA swaps

Esta entrada participa en el VII carnaval de la Biología que hospeda este blog.

ResearchBlogging.org

Smillie, C., Smith, M., Friedman, J., Cordero, O., David, L., & Alm, E. (2011). Ecology drives a global network of gene exchange connecting the human microbiome Nature DOI: 10.1038/nature10571

miércoles, 2 de noviembre de 2011

VII Carnaval de la Biología



Este mes de noviembre "Curiosidades de la Microbiología" tiene el honor de alojar el VII Carnaval de la Biología. El carnaval es una iniciativa de varios blogs para compartir entradas divulgativas sobre un campo determinado, en este caso dedicadas al mundo de la Biología. El tema de la entrada puede ser cualquiera, desde un descubrimiento reciente, a una curiosidad histórica o una extravaganza biológica. Hasta el próximo 30 de noviembre hay tiempo para mandar una o varias entradas.

¿Cómo puedo participar?

Si te apetece participar en el carnaval como autor, ni siquiera es necesario que tengas un blog propio. Lee las instrucciones y anímate ¡Cuantos más mejor!


1. Participación libre, bien a través de un blog propio o como autor invitado en el blog de un amigo, familiar, etc o pidiéndoselo al anfitrión de turno del carnaval. 


2. Cada mes el blog anfitrión anunciará el inicio del carnaval indicando la fecha de comienzo (se recomienda que sea la misma que la del anuncio y en la segunda semana del mes) y la fecha de fin del mismo (preferiblemente a finales de cada mes).  

3. La temática será libre pudiendo ser de cualquiera de los muchos campos dentro de la biología: evolución, botánica, zoología, microbiología, bioquímica, genética, etc. Sin embargo, el anfitrión puede proponer un tema concreto sobre el que los participantes pueden escribir, dibujar, cantar, o lo que tengan pensado.  

4. Cada entrada (post) publicado deberá indicar que participa en la n-Edición del Carnaval de Biología citando y enlazando al blog organizador. Tenéis dos posibles formas de avisar, directamente al blog anfitrión o al twitter del carnaval @biocarnaval.  

5. Cada organizador puede ir mejorando e innovando con nuevas propuestas y apuestas. Todo debe funcionar solo.


Para participar recordad que tenéis que avisarme a mí (por correo electrónico a manuel5sanchez/arroba/yahoo.es) a mi twitter, dejando un comentario en este post, o a la cuenta de twitter de @biocarnaval.

Los enlaces a las distintas aportaciones de blogueros aparecerán al final de esta entrada. Al finalizar el mes, se publicará una entrada recopilatoria con todos los posts participantes debidamente presentados y se anunciará el blog anfitrión de la siguiente edición, para poder seguir pendiente de la iniciativa.

Aunque la temática es libre, el anfitrión puede proponer un tema. Así que el VII carnaval de la Biología estará dedicado a los "gazapos". Por ejemplo puede ser un gazapo científico como el de Linus Pauling al proponer la triple hélice del DNA, o gazapos evolutivos como el pulgar del panda (Stephen Jay Gould los describe como artilugios biológicos que tienen poco sentido, pero que son la mejor prueba de la evolución), o gazapos divulgativos como el de la Yersinia pestis en la serie "Aguila Roja".

Nos leemos



Ediciones anteriores del Carnaval de Biología

I edición (febrero de 2011): MicroGaia
III edición (abril 2011): El Pakozoico
IV edición (mayo 2011): BioUnalm
V edición (junio 2011): Feelsynapsis
1ª edición del Biocarnaval de verano (julio y agosto de 2011), coordinado por Marimarus blog y ¡Jindetrés sal!


Participaciones en el VII Carnaval de Biología









lunes, 31 de octubre de 2011

Películas y Bichos: "Contagio"

La semana pasada fui a ver la película "Contagio" con un par de colegas del trabajo, y debo decir que no nos defraudó. Aviso que voy a contar detalles del argumento, así que si el lector no la ha visto mejor que deje de leer ahora.



Primero, lo que no es "Contagio". No es una película de terror al estilo "REC" o "Resident Evil" en la que el virus te convierte en un zombie putrefacto. Tampoco es una película sobre una enfermedad incurable e intratable que puede exterminar al 99,9% de la humanidad como se ve en "Apocalipsis" o en la más reciente "Infectados". Ni tampoco vamos a ver infectados llenos de llagas purulentas y sangre. No, "Contagio" es un thriller médico al estilo de "Pánico en las calles" o "La amenaza de Andrómeda". El sello de Steven Soderbergh se nota en que la historia está contada en un estilo parecido a lo que hizo anteriormente con "Traffic" y el mundo de la droga. Se nos muestra una serie de historias paralelas cuyo nexo común es la epidemia causada por un virus muy contagioso y mortífero. Cada historia refleja una determinada faceta de como la sociedad actual podría hacer frente a una situación tan grave. Tenemos a la gente normal, a los médicos que intentan combatir la epidemia, a los científicos que tratan de descubrir como desarrollar una vacuna y a los políticos que toman decisiones que afectaran a millones de personas.



Lo mejor que tiene la película es que el aspecto científico está muy cuidado. Los gazapos que pillamos eran pequeños y parecían más el producto de un error de traducción al español que una metedura de pata a nivel científico. Por ejemplo, en una determinada escena Laurence Fishburne está viendo una estructura tridimensional de unas proteínas en un monitor y se refiere a ella como "el virus". En otra secuencia hablan del fracaso de multiplicar al virus en cultivos celulares porque "mata a las células". Supongo que se refieren a que el virus debe de provocar la apoptosis de las células en cultivo antes de haber conseguido terminar su multiplicación.



La secuencia que más me gustó es cuando Kate Winslet tiene que explicar a las autoridades civiles de Minneapolis el problema al que se enfrentan. En tan sólo 5 minutos les explica de manera clara y concisa lo que es la transmisión por fómites y lo que significa la R0. También me gustó mucho el homenaje al trabajo de Barry Marshall cuando demostró que Helicobacter pylori era la causante de las úlceras. Y por supuesto me gustó la forma en la que se muestra y desarrolla el trabajo de investigación científica para conseguir identificar, estudiar y al final vencer al virus. Incluso muestra la competencia entre el CDC y la OMS que llega a entorpecer los esfuerzos por controlar la epidemia.

La historia se desarrolla a lo largo de más de seis meses, desde el inicio de la infección hasta el desarrollo de una vacuna basada en el uso de un virus atenuado. La enfermedad causada por el virus MEV-1 (no tengo ni idea del porqué de esas siglas) es una afección respiratoria que puede derivar en una encefalitis vírica. Uno de los aciertos de Soderbergh es que la película huye de la truculencia. Las únicas secuencias "fuertes" son la muerte del niño o la autopsia de Gwyneth Paltrow, pero son pecata minuta si las comparamos con cualquier secuencia de un episodio de CSI. En cuanto a los efectos de la epidemia. La R0 del MEV-1 es de 2, como el virus de la gripe o el HIV, pero su tasa de mortalidad es del 20%. Para hacernos una idea, la tasa de mortalidad de la gripe de 1918 se estima entre un 10% y un 20%. Así que la epidemia es capaz de alterar por completo todo el sistema social: los sanitarios se declaran en huelga por miedo a la infección, la gente que ha sobrevivido a la enfermedad, o han sido vacunados, llevan una pulsera de identificación; se declara el estado de sitio para evitar los saqueos y pillajes, e incluso secuestros para conseguir medicamentos y vacunas.

Otro acierto de la película es mostrar el daño que pueden hacer la pseudociencia y los periodistas sensacionalistas. Tal y como reza el cartel, nada se esparce como el miedo. El personaje interpretado por Jude Law es el típico conspiranoico que hace un negocio a base de hacer creer a la gente que un remedio homeopático puede curarles de la enfermedad, y que todo es un complot de la industria farmacéutica y los gobiernos. A destacar el acierto de Soderbergh al mostrarnos el manido error de tratar dos cosas distintas como si fueran iguales en aras de una supuesta "imparcialidad" con el debate televisivo entre Jude Law y Laurence Fishburne, pues pone al mismo nivel a un charlatán y a un científico. Paradójicamente, el aspecto conspirativo de que el virus pueda haber sido diseñado artificialmente como un arma biológica también es tomada en serio por las autoridades sanitarias y militares en un principio de la película. Algo que no es de extrañar después de lo del caso Amerithrax.



¿Y cómo es el virus MEV-1? Pues es un producto de la imaginación de Ian Lipkin, un virólogo de la Universidad de Columbia, y del guionista Scott Burns. Lipkin se basó en la epidemia del SARS y lo creó como una fusión entre dos paramixovirus: el virus tipo Nipah (ya hemos hablado de él) proveniente de un murciélago, y un rubulavirus porcino. Dentro de los rubulavirus se encuentran virus como el de las paperas o el de la parainfluenza (paragripe) humana, que son bastante contagiosos. Burns insistió en que el virus debería de ser "creado" en la Naturaleza. Nada de armas militares ni conspiraciones. El MEV-1 es fundamentalmente un Nipah con una pequeña porción de rubulavirus. Pero esa fusión crea una proteína que le permite entrar fácilmente en las células humanas. En la película, el personaje Ian Sussman interpretado por Elliot Gould es un homenaje a Ian Lipkin.

Muy recomendable. Que paséis un buen Halloween



Esta entrada participa en el VI Carnaval de la Biología hospedado en Diario de un Copépodo.

Links relacionados:



"Miedo real", especial del programa radiofónico "Feedback" dedicado a la película.